Bewegt sich ein Draht oder eine Spule relativ zu einem Magnetfeld, oder ändert sich das Feld um ihn herum, wird an ihm eine Spannung induziert; ist der Stromkreis geschlossen, fließt ein Strom. Das ist die elektromagnetische Induktion. Die induzierte Spannung ist größer, wenn die Bewegung schneller ist, das Feld stärker ist oder die Spule mehr Windungen hat. Ein Wechselstromgenerator erzeugt Wechselstrom, indem er eine Spule in einem Feld dreht; ein Dynamo verwendet einen Kommutator, um Gleichstrom zu liefern. Ein Mikrofon wandelt mithilfe der Induktion Schall in ein elektrisches Signal um.
Ein Transformator hat zwei Spulen auf einem Eisenkern. Ein Wechselstrom in der Primärspule erzeugt ein sich änderndes Feld, das in der Sekundärspule eine Wechselspannung induziert. Vp ÷ Vs = Np ÷ Ns. Ein Aufwärtstransformator hat mehr Windungen auf der Sekundärseite. Bei 100% Wirkungsgrad gilt Vp × Ip = Vs × Is. Transformatoren funktionieren nur mit Wechselstrom.
Beispiel mit Lösung
Ein Transformator hat 100 Windungen auf der Primärseite und 1000 auf der Sekundärseite. Eingangsspannung 23 V. Wie groß ist die Ausgangsspannung?
- Verhältnis: Vs ÷ Vp = Ns ÷ Np = 1000 ÷ 100 = 10.
- Vs = 23 × 10.
Antwort:Die Ausgangsspannung beträgt 230 V (ein Aufwärtstransformator).
Schlüsselwörter
- elektromagnetische Induktion
- ein sich änderndes Feld induziert eine Spannung
- Generator
- wandelt kinetische Energie in elektrische Energie um
- Transformator
- ändert die Größe einer Wechselspannung
- Aufwärts
- mehr Windungen auf der Sekundärspule
Jedes Mal neue Fragen.
Mit Bezug auf NGSS: HS-PS3-5